автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.03, диссертация на тему:Разработка композиции бумажной массы для изготовления диффузоров динамических громкоговорителей с улучшенными акустическими свойствами

ВВЕДЕНИЕ

1. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА. ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИФФУЗОРОВ ДИНАМИЧЕСКИХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ НА РАДИОЗАВОДАХ СССР

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУШ

2.1. Основные требования, предъявляемые к материалам для изготовления диффузоров динамических громкоговорителей

2.2. Требования к влагозащите диффузоров

2.3. Кремнийорганические соединения в производстве бумаги

2.4. Выводы и задачи исследований

3. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1. Характеристика использованных волокнистых материалов

3.2. Характеристика использованных химикатов

3.2.1. Белый канифольный клей

3.2.2. Латекс СКС-65ГП

3.2.3. Меламиноформальдегидная смола

3.2.4. Сернокислый алюминий

3.2.5. 1&створ полиизобутилена в бензине

3.2.6. Метилтрихлорсилан

3.3. Подготовка бумажной массы и изготовление образцов

3.4. Методы испытаний отливок диффузоров

3.5. Методы испытаний динамических громкоговорителей

3.6. Использование новой установки УЮМС для неразрушающего контроля отливок диффузоров 50 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

4.1, Влияние композиции бумажной массы и вида ее обработки на акустические свойства динамических громкоговорителей

4.1Л. Исследование влияния на акустические свойства динамических громкоговорителей композиции диффузоров из неклееной бумажной массы

4.1.2. Исследование влияния на акустические свойства динамических громкоговорителей ла-тексов, вводимых в композицию бумажной массы

4.1.3. Исследование влияния на акустические свойства громкоговорителей композиции диффузора из бушжной массы, проклеенной канифольным клеем и меламинофоршльдегидной смолой

4.1.4. Исследование влияния на акустические свойства громкоговорителей композиции диффузора из проклеенной канифольным клеем и меламинофоршльдегидной смолой бушжной массы с введением в нее латекса СКС-65ГП

4.1.5. Поверхностная обработка диффузора раствором полиизобутилена в бензине и влияние ее на акустические свойства динамических громкоговорителей

4.1.6. Исследование влияния метилтрихлорсилана на акустические свойства динамических громкоговорителей с диффузорами из неклееной бумажной массы

4.1.7. Исследование влияния на акустические свойства динамических громкоговорителей композиции диффузора из бумажной массы, проклеенной латексом, и дальнейшей обработки диффузора ме-тилтрихлорсиланом с установлением оптимальных композиций по видам волокон и обработки диффузора

4.2.Разработка технического задания на проектирование установки для гидрофобизации диффузоров

4.3.Исследование влияния проклеивающих веществ на структуру отливок из массы диффузоров в звуковом диапазоне частот с использованием установки УВЭМО

4.4.Описание конструкции установки для гидрофобизации диффузоров и принцип ее работы НО

5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ВЫРАБОТКИ ДИФФУЗОРОВ С УЛУЧШЕННЫМИ АКУСТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

5.1. Отработка технологии изготовления диффузоров динамических громкоговорителей с улучшенными акустическими свойствами

6. ФАКТИЧЕСКИЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ, ДОСТИГНУТЫЙ ПО РЯЗАНСКОМУ РАДИОЗАВОДУ ОТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ И ОЖИДАЕМЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ПО ПРЕДПРИЯТИЯМ ОТРАСЛИ

7. ОНЦИЕ ВЫВОДЫ

8. ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ

Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I981-1985 годы и на период до 1990 года предусмотрено увеличить выпуск динамических громкоговорителей на 25-30%, создать и освоить новые технологические процессы и материалы, обеспечивающие разработку современных образцов акустических систем, отвечающих требованиям мировых стандартов и значительное улучшение качества громкоговорителей ( 1-3 ).

До сего времени качество выпускаемых громкоговорителей не вполне удовлетворяет современным требованиям и в значительной степени виной этому служит недостаточно высокое качество используемых бумажных диффузоров.

Основными дефектами диффузоров является нестабильность их качества при недостаточно высоком уровне акустических свойств. Все это свидетельствует об актуальности темы диссертации, посвященной разработке композиции бумажной массы для диффузоров громкоговорителей с улучшенными акустическими свойствами.

Проведенной работой было установлено, что в основе указанных выше дефектов диффузоров динамических громкоговорителей лежит несовершенство существующей технологии изготовления диффузоров. Даже если бы диффузор оказался изготовленным с высокими акустическими свойствами, эти свойства изменяются в результате его обработки с целью влагозащиты при существующей технологии окунанием в раствор влагостойкого лака.

Именно поэтому оказалось необходимым не только разработать, как предусмотрено темой диссертации, композицию бумажной массы диффузоров динамических громкоговорителей с улучшенными акустическими свойствами, но и разработать новую технологию гидрофобизации диффузоров, использование которой не влекло бы за собой изменение ранее достигнутых улучшенных акустических свойств.

Для решения этих задач была изучена литература по вопросам теш исследований, а также соответствующие авторские свидетельства на изобретения и патенты. Был изучен технологический режим изготовления диффузоров динамических громкоговорителей не только на Рязанском радиозаводе, где работает автор настоящей работы, но и на других заводах СССР.

Эта предварительная работа позволила сформулировать задачи экспериментальной части работы, которые были затем реализованы вначале в лабораторных опытах, далее при конструировании соответствующего оборудования и авторского надзора за его изготовлением и, наконец, при проведении как опытных работ в производственных условиях, так и работ по внедрению полученных результатов на Рязанском радиозаводе.

Как будет показано ниже, на основе проведенных исследований была разработана композиция бумажной массы для диффузоров с улучшенными акустическими свойствами и был разработан способ гидрофо-бизации диффузоров и других радиодеталей на промышленной установке. Удалось не только выявить пути улучшения акустических свойств громкоговорителей, но и одновременно снизить себестоимость громкоговорителей за счет удешевления композиции диффузоров и метода их гидрофобизации.

Впервые в радиопромышленности была успешно испытана для не-разрушающего контроля отливок из массы диффузоров новая установка УРЭМС, что открыло благоприятные перспективы создания несутце-ствовавшего до сего времени объективного и неразрушающего контроля качества самих диффузоров.

На способ изготовления бумажного диффузора и его применения в производстве получено авторское свидетельство на изобретение Ш 932655 с подтвержденным экономическим эффектом более 33 тыс.руб. - >

На установку для гидрофобизации деталей получено положительное решение о выдаче авторского свидетельства на изобретение № 367563I/29-I2/I71739. Экономический эффект составил по Рязанскому радиозаводу за 1983 год 21 тыс. рублей.

На защиту выносится:

1. Влияние различных композиций буш ясной массы диффузоров динамических громкоговорителей на акустические свойства громкоговорителей и композиция бумажной массы диффузоров с улучшенными акустическими свойствами.

2. Преимущества нового способа гидрофобизации бумажного диффузора в газовой среде.

3. Роторная установка для гидрофобизации диффузоров.

4. Данные об экономической эффективности внедрения результатов работы в промышленность.

I. ОСОБЕНЮСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА. ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИФФУЗОРОВ ДИНАМИЧЕСКИХ ГРОМКОГОВОРИТЕЛЕЙ НА РАДИОЗАВОДАХ СССР

Диффузоры динамических громкоговорителей прямого излучения согласно действующим ГОСТам имеют, как правило, форму усеченного конуса, вершина которого заканчивается шейкой, а основание выполнено в виде упругого подвеса с гофрированными кольцами, ограниченными плоским воротником для приклейки к диффузородержателю. В зависимости от назначения, мощности, акустических свойств громкоговорителя и других его параметров применяют диффузоры круглой и овальной формы с прямолинейной или криволинейной образующей его конической части. Образующая имеет неравномерную толщину, уменьшающуюся от вершины к основанию. Общее количество диффузоров различного типа, изготовляемых в СССР, достигает 50 млн. штук в год.

Диффузоры изготовляют обычно из древесных видов целлюлозы. Гофрированный упругий подвес диффузора выполняется, как правило, вместе с конической частью диффузора. В исключительных случаях в зависимости от конструкции громкоговорителя гофрированный подвес изготовляется отдельно и приклеивается к конической части.

Применяют следующие профили гофров: синусоидальный, трапецеидальный, круговой и пильчатый. Ввиду технологических затруднений при изготовлении высота гофров обычно не превышает половины его шага. Гофрированные подвесы состоят из одного или нескольких гофров, которые могут иметь одинаковые или разные профили. Применение диффузоров с различными профилями гофров улучшает частотную характеристику громкоговорителя в области резонансной частоты подвеса, но усложняет производство. Для обеспечения одинаковой гибкости по всему основанию ширина гофрированного подвеса эллиптических диффузоров по большой оси должна превосходить ширину по малой оси. Толщина и материал подвеса определяется требуемой механической прочностью.

Известно, что отдельные поверхности диффузора оказывают различное влияние на частотную характеристику динамического громкоговорителя: на низких частотах резонансы обусловливаются в основном колебаниями подвесов, на средних и высоких частотах - колебаниями поверхности диффузора. При переходе к более высоким частотам смещение вследствие затухания все больше концентрируется у вершины диффузора, поэтому жесткость этой части диффузора очень существенно влияет на воспроизведение высоких частот.

В основу производства диффузоров громкоговорителей положено применение метода литья из бушжной массы, которая составляется из предварительно размолотых компонентов. В качестве исходных материалов для приготовления бушжной массы применяют различные виды древесных целлюлозных волокон с присадками таких компонентов как льняное волокно,1 войлок и др. Наиболве широкое применение нашли сульфитная и сульфатная виды целлюлозы.

Для переработки целлюлозы в бумажную массу требуется подвергнуть волокна целлюлозы механическому силовому воздействию. Размол целлюлозы осуществляется в роллах или гидродинамическом высокочастотном генераторе типа конической мельницы, в котором достигается более качественный и производительный размол бушжной массы. По окончании размола с помощью аппарата Шоппер-Риглера определяется отепень помола ( °ШР ), которая находится в пределах 20-30 °ШР.

После контроля степени помола бумажную массу окрашивают анилиновым красителем в темный цвет.

Для проклейки бушжной массы используют обычно канифольный клей и сернокислый алюминий. Для обеспечения равномерного распределения волокон в отливаемом диффузоре применяют массу низкой концентрации порядка 0,1-0,2$.

В настоящее время известны следующие способы литья диффузоров ( 4,5 ):

- вакуумное литье ;

- литье под воздушным давлением ;

- литье под механическим давлением.

Наиболее широкое применение в существующих литьевых машинах нашел вакуумный способ литья. Существует две разновидности этого способа: литье при помощи естественного вакуума ( без вакуум-насоса ) и литье в принудительном вакууме.

Литье диффузоров с применением естественного вакуума, несмотря на его простоту, имеет следующие недостатки:

- концентрация бумажной массы не остается постоянной, она уменьшается при кавдом подъеме литьевой головки ;

- отлитый диффузор имеет высокую влажность ;

- подъемное устройство, применяемое в установке, должно обеспечивать высокую скорость перемещения литьевой головки для создания разрежения в цилиндре.

На заводах отрасли в основном применяют установки для отливки диффузоров в принудительном вакууме. В дозировочный бак бумажная масса поступает из бака-сборника и полностью заполняет его объем» После перекрытия соответствующего вентиля подача массы прекращается, воздух под давлением поступает по трубопроводу, заставляя бумажную массу оседать на сетке литьевой головки. Вода через сетку и матрицу стекает под вакуумом в наружный сливной трубопровод. Диффузоры, отлитые на сетке, имеют рыхлую поверхность и содержат большое количество влаги. Поэтому отливки диффузоров подвергаются постепенной сушке в горячей прессформе, совмещенной с операцией опрессовки. При этом уплотняется поверхность диффузора, облегчается дальнейший его съем с сетки и придается диффузору окончательная форма. r' I

Диффузоры громкоговорителей имеют высокую гибкость гофрированного подвеса и относительно большую жесткость конической части. Эта жесткость достигается применением специальных лаков, в которых пропитывается конус диффузора. Помимо этого пропитка придает диффузору дополнительную влагостойкость и определенные механические свойства. В качестве пропитывающего вещества наиболее часто применяют нитролаки. Завершающими операциями изготовления диффузоров являются пробивка центрального отверстия и обрубка по контуру в штампе.

Пооперационный контроль производства диффузоров осуществляется в следующей последовательности:

- измерение степени помола бумажной массы ;

- измерение концентрации массы %

- контроль однородности диффузора ;

- контроль массы диффузора ;

- контроль частоты основного резонанса диффузора.

Технологический цикл изготовления диффузоров можно представить схемой, изображенной на рис. I.

Производство диффузоров на Рязанском радиозаводе и опытном заводе " Акустика и г. Кировоград является массовым и организовано в специализированных цехах.

Производство диффузоров на Рижских радиозаводах им. А.С. Попова и ВЭФ носит серийный характер. Состав бумажной массы, применяемой на этих заводах, качественно отличается от массы, применяемой на Рязанском радиозаводе. Помимо сульфатной и сульфитной целлюлозы рижские предприятия применяют льняные волокна.

Отливка диф$узоров на сетку осуществляется на примитивном оборудовании, управляемом вручную и работающем по принципу образования естественного вакуума.

Определенным достижением в области автоматизации производства бушжных диффузоров является создание автомата литья диффузоров, который был ранее спроектирован и изготовлен на Рязанском радиозаводе.

Анализ технологии изготовления диффузоров на отечественных радиозаводах позволяет выявить некоторые особенности технологического режима, а также показал следующее:

- диффузор в основном изготавливается из сульфитной и сульфатной видов целлюлозы;

- приготовление бумажной массы выполняется в роллах, на Рязанском радиозаводе в конической мельнице;

- отливка диффузоров осуществляется в одной установке - автомате литья и опрессовки диффузоров;

- влагозащита диффузоров производится с поверхности нитролаками и путем введения влагозащитных добавок в бумажную массу.

Рис. I. Схема технологического процесса изготовления бумажных диффузоров громкоговорителей

2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Головки Т.21Д-38 . диффузоры которые обрабатывались ( вид аппаратуры и наименование ) в газовой среде парами метилтрихлорсидана выдержали типовые испытания за март 1982 год период , полугодие 1 на соответствие требований ТУ ИФ 3.843.080. ГОСТ 9JI0-78

Испытания проводили :

Представители ОТК Контролёр ИС WW АНАТОЛЬЕВА.

Начальник ИС ^Ьь ЮПНШ

УТБЕШШО равный инженер РРЗ /. ■ ,, L- БЕРТУТИН B.C.

Ф'' 1984 г.

АКТ внедрения технологического процесса на изготовление диффузоров из небеленых видов целлюлозы

Настоящий акт составлен в том,что технологический процесс на изготовление диффузоров из небеленых видов целлюлозы внедрён на Рязанском радиозаводе. Внедрённый технологический процесс обеспечивает качество диффузоров динамический громкоговорителей.

Экономический эффект от внедрения технологического процесса составил 10142,39 руб. в 1983 году.

Начальник ТБ отд.16606 САФОНОВА

Начальник отд.16606 Начальник цеха 008

НАЗАРКИН нштан

УТВЕГСДАЮ TV.v t -" ' \ Главный инженер РРЗ

О i) ■ i вертутин в. с. " 1984 г>

АКТ внедрение технологического процесса на изготовление диффузоров из бушжной массы с введением в неё влагозащитных добавок.

Настоящий акт составлен в гим,что технологический процесс на изготовление диффузоров из бумажной массы с введением в неё влагозащитных добавок внедрён на Рязанском радиозаводе.

Внедрённый технологический процесс обеспечивает качественную влагозащиту диффузоров динамических громкоговорителей.

Экономический эффект от внедрения нового технологического процесса составил 33549,89 руб. в 1983 году.

Начальник Начальник Начальник

ТБ отд. I6i отд.16606 цеха 008

САЗОНОВА НАЗАРКИН НИКИТИН

АКТ внедрения "Роторной установки для гидрофобизации деталей громкоговорителей FH.69 оо:ооо

Настоящий акт составлен в том,что "Установка для гидш-фобизации деталей громкоговорителей FH.69 00.ООО"^спроектированная и установленная на Рязанском радиозаводе,внедрена в промышленную эксплуатацию.

Установка обеспечивает качествеиную обработку деталей громкоговорителей. Экономический эффект от внедрения установки составкл 21,0 тыс.руб. в 1983 году.

Шссовый выпуск "Установки для гидрофобизации деталей громкоговорителей" намечен на 1984-1^85 годы. S J

Начальник ТБ отд.16606 r'^v^yCASOHOШ Начальник отд. 16606 НА&1РКЛН

Начальник цеха 008 />>• ' HiffiOT